胡靜娟

（安徽省地質(zhì)測繪技術(shù)院，安徽 合肥 230022）

礦山開發(fā)是國家基礎(chǔ)工程項目，其的效率與成果受礦山地質(zhì)影響較大，小、中比例尺地形圖與測量方法并不能很好地滿足而今礦山地質(zhì)測繪的要求。大比例尺地形圖內(nèi)容廣泛、細致精確，于礦山地質(zhì)測繪中，具有廣泛、確實的應(yīng)用價值，該種地形圖需要應(yīng)用科學(xué)性較強、精確度較高的測量技術(shù)進行成圖。

1 大比例尺地形圖測繪法在礦山地質(zhì)測繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀

大比例尺地形圖測繪分為外業(yè)測量與內(nèi)業(yè)成圖兩部分。

以外業(yè)測量而言，大比例尺地形圖測繪法以基本測圖原理為基礎(chǔ)，具有多種測量方法，包括大平板儀測量、經(jīng)緯儀測量、大平板儀聯(lián)合經(jīng)緯儀測量，數(shù)字化測量等。前三種測量方法操作復(fù)雜、工作強度較大、工作效率較低等，已經(jīng)不再被應(yīng)用于礦山地質(zhì)測量中，后一種測量方法設(shè)備要求先進、精度高等，主要包括全站儀測量法、GPS—RTK測量法、無人機測量法、攝影測量法等，其發(fā)展至今已成為礦山地質(zhì)測繪的主要應(yīng)用方法[1]。各種數(shù)字化測量方法的具體應(yīng)用情況，如下所言：

（1）全站儀測量法風靡于20世紀90年代，并被廣泛沿用至今，具有精度高、操作過程嚴謹?shù)忍攸c，可實現(xiàn)角度測量、距離測量、三維坐標測量、導(dǎo)線測量、放樣測量、定點交會測量等多種功能，具備被應(yīng)用于礦山地質(zhì)測繪的可行性。

（2）GPS—RTK技術(shù)是實時動態(tài)測量方法，以載波相位為技術(shù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)的是GPS數(shù)據(jù)差分處理。工作時，擁有兩臺或兩臺以上GPS信號接收機，其中一臺被放置于已知坐標上，成為基站，其他一臺或多臺放置于未知坐標上，被稱為移動站，基站在收集到對應(yīng)數(shù)據(jù)后會將其傳輸至流動站中[2]。

（3）與其他測量法相比，攝影測量法雖原理復(fù)雜、地形圖形成過程繁瑣，但其可以在難以人工作業(yè)的區(qū)域中進行地形數(shù)據(jù)采集，采集完成后利用專業(yè)性三維軟件分析數(shù)據(jù)、繪制地形。實際礦山測量中，該技術(shù)通常不會單一化應(yīng)用，而是與其他測量方法配合采用，進而進一步補充地形圖內(nèi)容，保障地形圖質(zhì)量。

（4）無人機測量法是更先進、更便捷的航攝法，具有測繪周期極短、效率與分辨率極高的顯著優(yōu)勢，通常應(yīng)用于面積較大、地物簡單的測區(qū)，其可與RTK技術(shù)進行有效結(jié)合，從而完成工程項目整體的高效測量[3]。經(jīng)無人機航攝采集的數(shù)據(jù)，在內(nèi)業(yè)處理上具有相當?shù)碾y度，無人機數(shù)據(jù)處理流程與方法已成為測繪領(lǐng)域的一項研究熱點。

以內(nèi)業(yè)成圖而言，大比例尺地形圖測繪法以繼承性與面向數(shù)字化為基本原則，手工繪制早已被淘汰、放棄，現(xiàn)在多采用數(shù)字化繪圖軟件進行成圖，這些軟件具有數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲、圖像編輯等一體化功能，可提升測繪工作效率，增強數(shù)據(jù)及圖像編輯的便利性，實現(xiàn)無差別數(shù)據(jù)交底與存儲，強化地圖管理效果。目前礦山測繪中，最為常用的繪圖軟件是基于AutoCAD而二次開發(fā)的CASS軟件及Arc Map軟件。

2 大比例尺地形圖測繪法在礦山地質(zhì)測繪中的應(yīng)用方式

測繪單位要在有效了解礦山地質(zhì)特點、礦山地勢及周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上，運用合理、高效的測量方法、手段與繪圖軟件進行勘測成圖。現(xiàn)以GPS—RTK測量法、CASS9.1為例，系統(tǒng)介紹礦山地質(zhì)測繪中，大比例尺地形圖測繪法的具體應(yīng)用方式。

2.1 施工前準備

第一、細致勘探測繪區(qū)域，了解工程概況，制定工程計劃，劃分工程區(qū)域，標定區(qū)域工程名稱，合理設(shè)置基準站與流動站位置。礦山地質(zhì)情況復(fù)雜、危險性較高、易出現(xiàn)突發(fā)狀況，有效把控礦山測繪區(qū)域狀況應(yīng)是測繪工作開展的第一步。為保障測繪數(shù)據(jù)鏈接暢通無阻礙，施工人員要謹慎確定基準站位置，通常在地勢較高、開闊性良好、200m周邊范圍內(nèi)沒有高壓電線干擾的待測區(qū)域內(nèi)選擇。流動站位置應(yīng)與基準站相距不少于5km、不超過10km，若實踐中，流動站與基準站之間通視不良，則還應(yīng)在兩站之間加入一定數(shù)量的通視方向[4]。

第二、要檢測、調(diào)整各項測量設(shè)備，設(shè)定GPS接收機采樣頻率、坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)、計劃放樣點坐標，計算相應(yīng)坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)、制定完整工作表格等。GPS、RTK等測量設(shè)備在使用前一定要進行檢驗，確保其可正常運轉(zhuǎn)，且無任何可引發(fā)不良誤差與錯誤的故障。采用WGS-84國家統(tǒng)一坐標參數(shù)，以避免工程施工及繪圖矛盾。

第三，設(shè)置分配與組織好施工人員，對其進行工程前專業(yè)與安全培訓(xùn)，以提升施工人員操作水平與安全意識，從基礎(chǔ)上保證工程質(zhì)量與安全。

2.2 外業(yè)測量

數(shù)據(jù)采集中，大比例尺地圖測繪以“先整體后局部，先控制后碎步”為量測方式，具體施工過程為：測區(qū)范圍確定—建立工程項目—設(shè)置設(shè)備參數(shù)—有效連接GPS設(shè)備—檢?？刂泣c—碎步測量。

GPS—RTK外業(yè)測量一般是兩人成組，兩組成隊，由一隊人分持GPS與RTK，由一組人相互配合，共同完成一測點的測量。通常情況下基礎(chǔ)控制網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)造完成，測繪人員具體要做的是加密鋪設(shè)GPS點，將3個GPS點作為一組，兩兩GPS點之間的通視性應(yīng)良好，且距離應(yīng)小于2km。每組GPS點以附和導(dǎo)線連接，并應(yīng)按照碎步測量具體情況進行支導(dǎo)線與閉合導(dǎo)線設(shè)計與測量[5]。在具體測繪過程中，一般安排兩組人員各持GPS與RTK，從測區(qū)外端向中間推進，若GPS、RTK因信號弱而無法使用，則可以全站儀代替。高程測量中，應(yīng)先進行精度估算，以優(yōu)化平面控制網(wǎng)布設(shè)，提升高程擬合的準確性與效率，具體做法是將全站儀與測圖精靈所用的數(shù)據(jù)傳輸通道進行有機連接，然后點擊測圖精靈，使全站儀鏡站坐標被有效控制。

外業(yè)測量工作中，外業(yè)員應(yīng)規(guī)范繪制外業(yè)草圖及系統(tǒng)標注測點點號，并養(yǎng)成良好、統(tǒng)一的命名習慣，以減少工作麻煩，確保后續(xù)成圖工作不出現(xiàn)混亂、錯誤等問題。

2.3 內(nèi)業(yè)成圖

外業(yè)測量工作完成后，就進入到地形測繪的下一步—內(nèi)業(yè)成圖。內(nèi)業(yè)成圖的具體步驟為：野外數(shù)據(jù)合并與格式轉(zhuǎn)換—設(shè)置成圖比例—數(shù)據(jù)導(dǎo)入、展野外測點—依照草圖或點名繪制地形圖。

在內(nèi)業(yè)成圖過程中，內(nèi)業(yè)員要秉持嚴謹、細致的工作態(tài)度，深度了解CASS9.1的各項功能，以快速、準確導(dǎo)入、勾連所測點位，同時要做好數(shù)據(jù)檢查工作，若在成圖過程中發(fā)現(xiàn)誤差超出允許范圍，還要進行外業(yè)復(fù)測，以確保礦山地質(zhì)大比例地形圖的精確性。

當基本地形圖繪制完成后，還可將其導(dǎo)入至Arc Map中制作專題地圖，并對有關(guān)數(shù)據(jù)進行進一步分析，從而使礦山地質(zhì)情況全面、形象地呈現(xiàn)于圖紙上，更好地為礦山地質(zhì)工作服務(wù)。

2.4 保障測圖質(zhì)量與效率的其他方面措施

第一，測繪員要敢于質(zhì)疑，善于解決實際問題。礦山測繪整體過程中，可能會出現(xiàn)各種各樣的問題，這些問題的出現(xiàn)可能是多種原因共同作用的結(jié)果，解決辦法有時并不能從施工計劃書中找到或不具有統(tǒng)一性，測繪人員要憑借自身過硬的理論與豐富的經(jīng)驗，靈活地解決問題。

第二，測繪單位要不斷引入新設(shè)備、新技術(shù)。測繪設(shè)備與技術(shù)是測繪工作高質(zhì)量施行的基礎(chǔ)，測繪單位應(yīng)關(guān)注測繪市場變化，適時、定期引入新型測量儀器與軟件，并針對測繪員開展相應(yīng)的技能培訓(xùn)，以增強單位整體的測繪水平。

第三，監(jiān)督工作應(yīng)貫穿于礦山地質(zhì)測繪始終。測繪單位要不斷加強崗位與監(jiān)督管理，實行一定頻率與方式的跟蹤監(jiān)督，以消除虛假測繪數(shù)據(jù)。審核部門也要嚴格審核測繪圖紙，確保測量誤差在允許范圍之內(nèi)，達到具體工程及行業(yè)質(zhì)量要求。

3 大比例尺地形圖測繪法在礦山地質(zhì)測繪中的應(yīng)用前景

3.1 數(shù)字化與智能化

目前，地形圖測繪數(shù)字化已被廣泛普及，測繪領(lǐng)域已出現(xiàn)革新式的變化，地形圖成圖效率顯著提升，精度與質(zhì)量得到充分保障。智能化是數(shù)字化的高階狀態(tài)，為更好地滿足各行業(yè)的實際需求，測繪技術(shù)勢必不斷向智能化進發(fā)，實現(xiàn)GPS、GIS、RIS的完美融合，從而生產(chǎn)出更加優(yōu)質(zhì)化的地形圖[6]。以礦山地質(zhì)測繪而言，在將外業(yè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到智能化系統(tǒng)中，系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)的正確性及誤差進行自動檢測，若數(shù)據(jù)誤差過大，則會作出提示，要求測繪員重測或繪圖員改正。

3.2 信息化

信息化與智能化是依托存在的。就礦山地質(zhì)測繪大比尺地形圖而言，其上所標示的詳盡信息，經(jīng)一定信息化軟件分析后，會給出一些具體開采行為或管理行為的最便捷算法，進而成為礦山開采、管理可行性報告中的內(nèi)容，或作為礦山地質(zhì)工程施工計劃制定的科學(xué)化依據(jù)。

4 結(jié)束語

大比例尺地形圖測繪對礦山開采工程項目意義重大，服務(wù)于礦山開采的始終。測繪單位應(yīng)選擇先進化的測量設(shè)備，配合應(yīng)用多種測量方式，盡可能實現(xiàn)外業(yè)測量與內(nèi)業(yè)制圖的整體智能化與信息化，以確保煤礦管理、開采等工作的科學(xué)性與高效性。